实时示波器进行时域反射（TDR）测量

这是一篇关于使用实时示波器进行时域反射（TDR）测量的技术指南文章，主要介绍了TDR的基本原理、应用领域、测量方法以及实际操作中的示例和注意事项。以下是对这些核心内容的简要概述：

1. TDR的应用：

TDR对于确保信号路径和电源分配网络的完整性至关重要。

可用于识别和定位开路、短路和阻抗不匹配等问题。

应用领域包括印刷电路板走线、过孔、电源层、连接器、电缆等。

2. TDR的基本理论：

TDR通过发送阶跃电信号脉冲并测量反射信号来分析阻抗不匹配。

反射信号提供了传输线完整性和特性的信息。

理想情况下，阻抗匹配时无反射；实际不匹配时，部分信号能量反射回源。

3. 传输线和特性阻抗：

传输线用于以最小损耗传输电信号，包括PCB走线、电缆、连接器等。

特性阻抗由传输线的电阻、电导、电感和电容等分布式元件决定。

正确的端接可防止信号反射，确保信号完整性。

4. TDR的工作原理：

TDR系统包括示波器、快速边沿的脉冲发生器、高质量电缆和功率分配器。

阶跃信号沿传输线发送，示波器测量入射和反射电压的叠加。

通过分析反射信号的幅度和时间确定阻抗不匹配的位置和性质。

5. TDR测量类型：

包括开路、短路和阻抗错配等特殊情况。

可用于测量电容和电感，通过分析反射信号形状和幅度进行区分。

6. 使用实时示波器进行TDR测量：

实时示波器通常用于工程工作台，与采样示波器不同，但TDR理论相同。

需要配备快速边沿的脉冲发生器和高质量的电缆。

示波器上的应用软件有助于校准、设置和测量。

7. TDR测量示例：

示例1：测量50Ω微带线并进行校正。

示例2：使用TDR查找阻抗不连续性。

示例3：测量1pF并联电容器。

示例4：测量串联电感。

示例5：使用TDR测量IC输出的阻抗。

8. TDR测量的准备和校准：

需要配置示波器并进行归一化校准。

校准过程包括开路、短路和匹配负载的连接。

软件自动完成设置和归一化处理，提高测量精度。

9. 实时示波器的TDR分辨率：

垂直分辨率受示波器最小电压差限制，影响反射系数和阻抗测量。

水平分辨率决定最小可解析的距离，与系统带宽和信号传播速度相关。

实际测量中需考虑介电常数、探头和电缆的影响。

这篇文章为工程师提供了使用实时示波器进行TDR测量的详细指导，通过理论解释、实际操作示例和注意事项，帮助工程师优化电源和信号完整性，确保传输线的正常运行。